到達目標
1. 物質の結晶構造の記述方法を理解する
2. 結晶構造の評価方法を理解する
3. 結晶の成長方法を理解する
4. 結晶内での電子状態を理解する
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 物質の結晶構造の表し方を詳細に記述できる | 物質の結晶構造の表し方を理解できる | 物質の結晶構造の表し方を理解できない |
評価項目2 | 結晶構造の評価方法を詳細に説明できる | 結晶構造の評価方法を説明できる | 結晶構造の評価方法を説明できない |
評価項目3 | 結晶の成長方法を詳細に説明できる | 結晶の成長方法を説明できる | 結晶の成長方法を説明できない |
評価項目4 | 結晶内での電子状態を詳細に説明できる | 結晶内での電子状態を説明できる | 結晶内での電子状態を説明できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
私たちが普段手にしているコンピュータやスマートフォンなどの電子機器は,半導体を中心とする固体物理学の発展によって成り立っています。この講義では,前半は結晶の表し方,結晶構造の評価の方法,結晶成長の方法を実験実習を交えながら学びます。後半は結晶の電気伝導について,結晶中の電子の状態を読み解くことで理解します。
授業の進め方・方法:
講義では適宜プリントを配布し,実験実習や演習問題を交えながら進めます。
注意点:
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
いろいろな結晶 |
イオン結晶,金属結晶,その他の結晶
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2週 |
結晶構造と対称性 |
結晶構造,空間格子
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3週 |
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対称操作
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4週 |
X線による構造解析 |
ブラック則,逆格子
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5週 |
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ラウエ法,粉末法,回折強度の計算
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6週 |
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ラウエ法,粉末法の実験実習
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7週 |
(中間試験) |
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8週 |
結晶成長 |
結晶核生成,結晶成長
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4thQ |
9週 |
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結晶作製法,結晶成長の実験実習
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10週 |
電気伝導 |
電流,電子の速度
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11週 |
結晶の中の電子の状態 |
水素分子,ベンゼン分子,1次元結晶の電子状態,3次元結晶の電子状態
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12週 |
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ほとんど自由な電子,箱の中の電子,ブリルアンゾーン
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13週 |
分布関数 |
フェルミ分布,ボーズ分布,マクスウェル・ボルツマン分布
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14週 |
結晶の中の電子の運動 |
有効質量,電場・磁場下での電子の運動,金属と絶縁体
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15週 |
(期末試験) |
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16週 |
総復習 |
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評価割合
| 試験 | | | | | | 合計 |
総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |